基于OFDM的雷达通信一体化共波形设计

为了减小通信信息对一体化波形模糊函数的影响,以连续波信号为基础,提出了一种基于扩频的多OFDM符号调制的雷达通信一体化信号模型,并分别从波形以及雷达模糊函数的角度对其进行分析。通过对通信信息预扩频后采用OFDM调制的方法,可显著改善一体化信号的模糊函数性能,降低距离维旁瓣。理论分析表明,一体化信号的距离旁瓣由所用伪随机编码序列的自相关、互相关特性及调制的通信信息共同决定,为波形的性能改进提供了指导方向。仿真结果表明扩频因子、子载波数目、数据长度的不同取值对雷达通信一体化信号的距离维模糊函数的旁瓣的影响,为优化一体化信号的性能提供依据。设计的雷达通信一体化信号模型可有效改善对通信信息和多普勒频移的敏感性,满足雷达探测波形要求。     

太赫兹极高分辨力雷达成像试验研究

给出了一种载频0.14 THz、带宽5 GHz的极高分辨力太赫兹雷达成像系统样机。系统采用Ka波段毫米波信号二倍频后作为样机收发链路的谐波混频本振,以线性调频连续波信号作为发射信号,接收时采用去斜接收。利用该太赫兹雷达进行了成像试验并得到了1维距离像与逆合成孔径雷达（ISAR）成像结果。结果表明,THz雷达样机实现了3 cm的高分辨力,其ISAR像清晰,反映了目标的细微特征。     

L波段超导接收机前端设计

文中介绍采用集成化、模块化的设计思路和方法,研制了一种高度集成的L波段雷达超导接收机前端。以一体式超导开关滤波放大组件为核心部件,突破了超导-低温器件的小型化集成等关键技术,并实现超导接收前端12个信道的步进调谐选择功能,同时将整个前端的降温时间缩短至一小时内。样机与雷达系统进行联试及试用结果表明,该样机能够有效抑制雷达接收机带外干扰信号,提高了雷达目标探测能力。     

红外波段单光子探测器及其在量子通信领域中的应用

本文简要介绍了红外波段单光子探测器的种类，分析了InGaAs／InP雪崩光电二极管（InGaAs／InPAPD）与超快超导单光子探测器（SSPD）的相关性能，并概述了二者在量子通信中的应用。     

基于光子晶体缺陷耦合的日盲紫外带通滤波器

提出基于光子晶体多缺陷耦合实现紫外波段高透射带通滤波的方案,采用传输矩阵法分析日盲紫外带通滤波器的光学传输特性。通过减弱光子局域和多个缺陷耦合效应,实现光子晶体通带的拓宽和边沿截止陡度的调整,可在239～280 nm日盲紫外波段实现平均透过率为90.71%的高透射,且在239 nm以下和290～360 nm的阻带波段实现高抑制。研究结果表明,弱化光子局域和不同缺陷峰耦合作用可以有效拓宽通带范围,提升通带透过率,同时该结构对光源小角度（<15°）入射不敏感。该滤光器设计方案可应用于日盲紫外探测和紫外通信系统。     

近红外单光子探测

随着以单个光子作为信息载体的量子通信和量子加密技术的兴起,近红外单光子探测技术受到了广泛关注.近红外单光子探测系统具有极高的灵敏度,所以它还可以胜任探测其它近红外波段微弱光信号的任务.半导体雪崩光电二极管是当前最成熟的近红外单光子探测系统的核心元器件;文章阐明了雪崩光电二极管的暗电流和击穿电压对单光子探测的影响,同时还讨论了工作温度、直流偏置、门信号性质和计数阈值等系统参数之间相互制约的关系.     

湍流信道下光量子通信系统误码分析及优化

基于光量子探测的无线激光通信技术在天地一体化保密通信网络中具有重要应用.基于光源光子数的泊松分布模型、大气湍流Gamma-Gamma模型、单光子探测器响应模型和相关计数信号处理方法建立了湍流信道中光量子通信系统的误码率(BER)计算模型,仿真分析了光源光子数分布、湍流信道参数、单光子探测器性能参数、相关计数方法等对系统...     

光子集成射频自干扰消除系统性能仿真分析

针对全双工通信系统设计了光子集成射频自干扰消除功能芯片.该芯片采用相位调制将射频信号转换至光域,在光域内进行光载射频信号的幅相调控以实现干扰对消功能.对功能芯片中主要功能单元进行优化设计后,延时调谐范围为0～10ps,30GHz带宽内的延时抖动小于0.1ps;滤波响应阻带抑制度为36.5dB,通带带宽为60.6GHz,边沿陡峭度为9.2dB/GHz.建立了光子集成芯片射频自干扰消除系统的理论模型,对功能芯片中可调光延时线、可调光衰减器及滤波器等引入的延时、幅度不匹配对系统消除性能的影响进行了仿真分析.结果表明,幅度失配量为0.02dB时,2GHz带宽信号下系统抑制度为-42.7dB;延时抖动为0.07ps时,2GHz带宽信号下系统的抑制度为-37dB.研究结果可为光子集成射频干扰抑制功能芯片的研制提供参考.     

基于SOI非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器

设计和分析了一种基于SOI（绝缘体上的硅）脊型波导非对称马赫曾德尔结构的集成矢量和微波光子移相器。对于10 GHz的微波信号,设定非对称两臂的长度差为3 983μm时,其相应的时间延迟约为47 ps。分别在两臂上集成了一个热光可调谐可变光衰减器用于光学调谐,当衰减单元的折射率在0～6×10-3变化时,实现了10 GHz微波信号在0～180°的相位调谐。该器件尺寸小、结构紧凑,易于实现片上集成,在光控相控阵雷达中很有应用前景。     

微环发光二极管通信探测一体化研究

面向6G无线通信感知一体化技术，提出、制造并表征了基于GaN微环形状的多量子阱（MQW）二极管。基于二极管发光光谱和响应光谱重叠的物理现象，微环发光二极管（MR-LED）具有多功能性，可以同时发光探测，实现通信探测一体化。作为一个发光源，MR-LED能实现片外150 Mbit/s开关键控调制方式的数据传输。同时通过MATLAB软件处理，MR-LED能够实现光无线图像数据传输。作为接收端，无论MR-LED是否在发光状态，MR-LED在不同的偏置电压下都能检测自由空间光信号。MR-LED用于通信探测一体化，可实现空间全双工通信，促进微型高速可见光通信系统的发展。     

基于量子压缩感知的宽带射频信号测量

随着雷达、电子战和5G通信等无线射频技术的快速发展,对宽带射频信号的测量和实时频谱表征变得越来越重要.传统射频信号实时测量技术受模数转换器采样率和数字信号处理能力的限制,存在测量带宽窄、数据量大、易受电磁干扰等问题.本文提出一种基于量子压缩感知的射频信号测量技术,使用集成电光晶体作为射频传感,通过被测射频信号调制光子波函数构建压缩感知机,实现对宽带射频信号的压缩测量,显著提升了频谱感知带宽.实验演示了工频和中频高压信号的长时间频谱监测,以及高频射频信号的实时频谱测量.在傅里叶极限频谱分辨率下,实现了GHz量级的实时频谱分析带宽,数据压缩率达到1.7×10^-5,可以满足5G无线通信、认知无线电等应用对宽带射频信号频谱测量的需求,为发展下一代宽带频谱感知技术提供了新的技术路径.     

基于单光子双量子态的确定性安全量子通信

量子通信是量子科学技术的一个重要研究领域,是一种利用量子力学原理,能够在合法各方之间安全地传输私密信息的通信方式.基于单光子的确定性安全量子通信通常需要在发送方和接收方之间来回两次传输单光子态,并利用局域幺正变换加载信息.本文提出了一种单向传输单光子态的确定性安全量子通信方案.发送方利用单光子的极化和time-bin两自由度构成的两组共轭基矢量来编码经典逻辑比特.接收方通过设计合适的测量装置可以在发送方辅助下确定性地获取比特信息并感知窃听,从而实现信息的确定性安全传输.另外,我们的协议使用线性光学元件和单光子探测器,可以在当前的量子通信装置上实现.     

海军最新光电装备

各国海军正加紧考虑装备光电跟踪和火控系统（EOEFCS）以增强目标探测和跟踪效能并获得态势感知能力。荷兰Thales公司开发的SIRUS远程双波段IRST系统采用了两台分别工作在3～5μm和8～12μm波段的可调节红外传感器。该公司的另一个产品是MIRADOR火控传感器，它已被孟加拉国、德国（装备K130型小型导弹护卫舰）、希腊（升级S型护卫舰和装备ROUSSEN级SUPER VITA巡逻艇）和荷兰（用于新型LCF护卫舰）等国订购。法国海军主要指望SAGEM公司提供的VAMPIR MB双波段FLIR系统。     

10.6μm波段光子晶体负折射现象的实验验证

介绍了10.6μm波段扫描负折射功率的实时探测系统,在实验上为探测光子晶体光频波段负折射现象提供了实验平台。该系统通过数据采集卡实现计算机对旋转台及平移台的控制,在以光子晶体样品为探测中心的轨道上,对折射光的整个空间功率分布进行实时采集和绘图。这一实验系统能够精确便捷地实现负折射现象在光频波段的探测。根据折射光最大光功率出现的位置,测得光束通过光子晶体样品的负折射现象,而且与理论结果基本吻合。     

蛋白石型光子晶体红外隐身材料的制备

基于光子晶体的红外隐身材料,主要采取一维层层堆叠结构和三维木堆结构等来实现对红外波段电磁波辐射性能的调控.本文报道了一种操作简易、成本低廉的光子晶体红外隐身材料制备方法.通过优化的垂直沉积法,微米级SiO_2胶体微球自组装成高质量的蛋白石型光子晶体结构.对SiO_2胶体微球进行优选,成功制备了禁带位于2.8—3.5μm,8.0—10.0μm的SiO_2胶体晶体蛋白石型光子晶体材料.该材料可改变目标相应波段的红外辐射特征,具有目标红外波段的隐身效果.     

紫外单光子成像系统的研究

搭建了紫外单光子成像系统,详细介绍了该系统的组成、工作原理和分辨率性能测试.由汞灯发出的紫外光经过大气散射、多块减光片得到了紫外单光子流.单光子直接打在微通道板上,微通道板产生的倍增电子由楔条形阳极收集,电荷灵敏前置放大器将阳极输出的电荷信号转变为电压信号,主放大器对前放信号进行滤波整形.利用高速数据采集卡连续采集主放大器的输出波形,通过软件对采集波形进行处理,采用图像处理技术得到了紫外单光子10min的计数图像,并对图像进行了畸变校正.此外,通过自己设计的分辨率板,测得该系统的分辨率可达150μm.该系统在极微弱光探测成像,生物发光,空间环境探测等方面具有广泛应用. 关键词： 单光子计数成像 阳极探测器 楔条形阳极 分辨率     

基于硅纳米线波导的两级光子晶体缩束器

鉴于在微观领域光波的缩束对实现光电集成的重要意义,提出了基于硅纳米线波导的两级光子晶体缩束器。其中一级压缩基于W5型和W1型光子晶体波导间的高效耦合。二级压缩则由宽为0.1μm,长为3.06μm的纳米线波导和W1型光子晶体波导构成,通过二者的高效耦合实现光束压缩。当W1型光子晶体波导和纳米线波导间介质柱的半径为0.04μm时,对于1550nm波长的电磁波,缩束器的通光效率可达93.4%,压缩比为16.08,出射光束半峰全宽仅为0.148μm。     

密立根油滴实验的无线激光通信传输演示

阐述了无线激光通信的基本原理,将无线激光通信技术与密立根油滴实验仪结合,实现油滴视频信号的的无线传输。研究表明原始信号和解调信号的波形和显示图像非常一致,用无线激光传输油滴的视频图像信号质量可靠。该实验系统可推广到其他微观测量实验中,用于物理实验演示,增强实验演示效果。     

基于X射线的空间语音通信系统

提出了栅控X射线源作为发射器和基于微通道板的X射线单光子探测器作为接收器的X射线通信方案. 搭建了基于X射线的空间语音通信系统, 详细介绍了信号调制发射器、基于微通道板的X射线单光子探测器及信号接收解调器的设计及工作原理. 报道了基于X射线的空间语音通信系统的初步实验结果, 实现了优于20 kbit/s的基于语音信号调制的X射线通信. 实验分析了在不同X射线强度、信号整形时间和阈值设置下通信性能影响, 得出了X射线发射功率限制X射线通信速率的结论, 提出了下一步提高X射线通信性能的改进方案. 关键词： X射线通信 X射线源 探测器     

雷达目标干扰调制信号的FPGA实现

用VHDL语言在Quartus Ⅱ环境下对雷达干扰调制信号的产生进行设计;将FPGA实现的功能分为数字噪声模块、调制波形模块和角度包络模块,详细给出设计过程;经过仿真和硬件测试,实现了雷达目标干扰调制信号的输出;研究表明该系统方便控制,容易修改,并且能移植到其它目标模拟器,对干扰调制信号的设计有一定的借鉴意义。